磁悬浮装置和管道检测系统

本申请实施例涉及管道检测，尤其涉及一种磁悬浮装置和管道检测系统。

背景技术：

1、磁悬浮技术是一种多学科交叉的前沿技术，在交通、能源与工业等领域具有重要应用价值，其悬浮稳定性直接影响系统性能与应用效果。在工业场景中，磁悬浮系统尤其适用于管道内部检测设备的非接触式悬浮，可有效避免物理接触造成的管壁损伤与运动阻力。具体而言，系统通常采用底座提供磁场，浮子悬浮其上，搭载检测设备完成管道内的勘探、检测等工作。

2、然而，适用于管道检测的现有磁悬浮技术仍存在以下主要缺陷：

3、一是磁场发生装置方面，工业中常用的电磁线圈底座虽可实现磁力调节，但工作时需持续通入大电流，导致功耗过高、运行成本上升，并引发显著发热，影响系统稳定性与寿命。若采用静态永磁体，虽可降低能耗与发热，但其磁场强度不可调节，难以适应不同管径管道对悬浮力大小的变化需求，限制了应用的灵活性。此外，管道检测设备通常需搭载多种传感器与执行机构，对负载能力要求较高，而传统永磁体排布方式磁通较为分散、磁场利用率低，往往需要使用大量磁体进行补偿，造成系统体积庞大、成本增加。

4、二是浮子控制性能不足，现有装置中浮子的抗干扰性能较差，特别是在微型化需求的当下，随着浮子体积减小，对扰动的敏感度也随之增加，一旦受到微小扰动便会出现悬浮振荡甚至失稳现象，难以满足高精度管道检测对稳定性的严格要求。

技术实现思路

1、在 技术实现要素： 部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本实用新型的此部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

2、本实用新型旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

3、为此，本实用新型的第一方面提供了一种磁悬浮装置。

4、本实用新型的第二方面提供了一种管道检测系统。

5、有鉴于此，根据本申请实施例的第一方面提出了一种磁悬浮装置，包括：

6、浮子组件和基座组件，

7、所述浮子组件包括：

8、第一磁体；

9、姿态采集单元，所述姿态采集单元设置于所述第一磁体，所述姿态采集单元用于采集所述浮子组件的姿态数据，并输出所述姿态数据；

10、所述基座组件包括：

11、永磁阵列，所述永磁阵列包括多块第二磁体，多块所述第二磁体的充磁方向不同，以使多块所述第二磁体产生的磁场集中于朝向所述第一磁体的一侧；

12、可控磁场组，所述可控磁场组具有与所述第一磁体相吸或相斥的磁场。

13、在一种可行的实施方式中，多块所述第二磁体沿环向布置，所述第二磁体具有扇形的外轮廓，相邻两块所述第二磁体贴合。

14、在一种可行的实施方式中，所述永磁阵列包括n个磁极周期，每个磁极周期包括m段磁体，所述第二磁体的数量为n*m块；

15、其中，2≤n≤6，n为整数；

16、m=2*k，2≤k≤5，k为整数。

17、在一种可行的实施方式中，每个所述磁极周期内的多块所述第二磁体的充磁方向依次递变，以符合正弦规律，且相邻两个所述磁极周期在拼接处的充磁方向按正弦规律连续分布。

18、在一种可行的实施方式中，所述姿态采集单元包括加速度检测元件、角速度检测元件和信号发送元件，所述加速度检测元件、所述角速度检测元件均设置于所述第一磁体，所述信号发送元件与所述加速度检测元件和所述角速度检测元件均通过电连接。

19、在一种可行的实施方式中，所述第一磁体连接有安装基板，所述加速度检测元件、角速度检测元件和信号发送元件均与所述安装基板固定。

20、在一种可行的实施方式中，还包括：

21、调控单元，所述调控单元用于接收所述姿态数据，并根据所述姿态数据向所述可控磁场组输出调节指令，以调节所述浮子组件的姿态。

22、在一种可行的实施方式中，所述基座组件还包括霍尔传感器，所述霍尔传感器布置在所述永磁阵列的一侧，所述霍尔传感器用于检测所述浮子组件和所述基座组件之间的磁感应强度，所述霍尔传感器与所述调控单元电连接。

23、在一种可行的实施方式中，所述可控磁场组包括至少四组电磁线圈，每组所述电磁线圈均与所述调控单元电连接，所述调控单元根据所述磁感应强度和/或所述姿态数据向所述电磁线圈输送调节指令。

24、根据本申请实施例的第二方面提出了一种管道检测系统，包括：

25、如上述任一技术方案所述的磁悬浮装置。

26、相比现有技术，本实用新型至少包括以下有益效果：

27、本申请实施例提供的磁悬浮装置，包括浮子组件和基座组件，浮子组件包括第一磁体和姿态采集单元，姿态采集单元用于采集所述浮子组件的姿态数据，并输出所述姿态数据，基座组件包括永磁阵列和可控磁场组，永磁阵列包括多块第二磁体，多块所述第二磁体的充磁方向不同，以使多块所述第二磁体产生的磁场集中于朝向所述第一磁体的一侧，可控磁场组具有与所述第一磁体相吸或相斥的磁场，本申请实施例在不增加磁体总用量的前提下通过永磁阵列增强目标区域磁场强度，由永磁阵列承担主要静态悬浮力，可控磁场组仅需提供动态微调力，无需持续输出电流，从而显著降低了系统整体能耗与线圈运行发热，提高能效，适用于长期工业应用，通过可控磁场组实现浮子组件的实时姿态调节，最终达成磁悬浮装置轻量化、磁场利用率高、抗干扰能力强、浮子组件悬浮稳定的效果，更好地适应工业领域对高精度磁悬浮技术的需求。

28、上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚地了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本实用新型的具体实施方式。

1.一种磁悬浮装置，其特征在于，包括浮子组件和基座组件，

2.根据权利要求1所述的磁悬浮装置，其特征在于，

3.根据权利要求2所述的磁悬浮装置，其特征在于，

4.根据权利要求3所述的磁悬浮装置，其特征在于，

5.根据权利要求1至4中任一项所述的磁悬浮装置，其特征在于，

6.根据权利要求5所述的磁悬浮装置，其特征在于，

7.根据权利要求1至4中任一项所述的磁悬浮装置，其特征在于，还包括：

8.根据权利要求7所述的磁悬浮装置，其特征在于，

9.根据权利要求8所述的磁悬浮装置，其特征在于，

10.一种管道检测系统，其特征在于，包括：